JPH1055777A - 質量分析計及び電極加熱方法 - Google Patents
質量分析計及び電極加熱方法Info
- Publication number
- JPH1055777A JPH1055777A JP8210818A JP21081896A JPH1055777A JP H1055777 A JPH1055777 A JP H1055777A JP 8210818 A JP8210818 A JP 8210818A JP 21081896 A JP21081896 A JP 21081896A JP H1055777 A JPH1055777 A JP H1055777A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass spectrometer
- ring electrode
- sample
- ion trap
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】イオントラップ質量分析計において、リング電
極を十分に加熱することで試料の電極表面への析出を防
止し、分析精度を向上させる。 【解決手段】リング電極５の近傍に誘導コイル１１を設
け、リング電極５に渦電流を発生させることによりジュ
ール熱でリング電極５を高周波加熱する。
極を十分に加熱することで試料の電極表面への析出を防
止し、分析精度を向上させる。 【解決手段】リング電極５の近傍に誘導コイル１１を設
け、リング電極５に渦電流を発生させることによりジュ
ール熱でリング電極５を高周波加熱する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は質量分析計および電
極加熱方法に関する。
極加熱方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、分析の分野では、混合物の分離分
析法が重要視されている。例えば、環境問題への関心の
高まりとともに、水道水に含まれる化学物質に対して規
制が年々強化されており、規制や監視の対象となる物質
が増加している。このような環境関連物質は水や大気中
に混合物として存在しているので、混合物の分離と検出
を同時に行える装置が求められている。この様な流れの
中で、混合物の分離に優れたガスクロマトグラフィ（以
下ではＧＣと略す）と物質の同定能力に優れた質量分析
計（以下ではＭＳと略す）とを結合したガスクロマトグ
ラフィ・質量分析計結合装置（以下ではＧＣ／ＭＳと略
す）は、環境関連物質の分析に大変有効である。
析法が重要視されている。例えば、環境問題への関心の
高まりとともに、水道水に含まれる化学物質に対して規
制が年々強化されており、規制や監視の対象となる物質
が増加している。このような環境関連物質は水や大気中
に混合物として存在しているので、混合物の分離と検出
を同時に行える装置が求められている。この様な流れの
中で、混合物の分離に優れたガスクロマトグラフィ（以
下ではＧＣと略す）と物質の同定能力に優れた質量分析
計（以下ではＭＳと略す）とを結合したガスクロマトグ
ラフィ・質量分析計結合装置（以下ではＧＣ／ＭＳと略
す）は、環境関連物質の分析に大変有効である。
【０００３】図３により、従来のＧＣ／ＭＳについて説
明する。試料は、ＧＣ１で分離された後、キャリヤガス
と呼ばれる搬送用ガスと共に配管２によりイオントラッ
プ質量分析計３に送られる。イオントラップ質量分析計
３は、２枚のエンドキャップ電極４ａ，４ｂとリング電
極５で構成される。イオントラップ質量分析計３は、排
気系２０で排気された真空部２１に配置されている。試
料が電極に析出すると分析の精度が低下するので、試料
の析出を抑えるため各々の電極はヒータ６ａ，６ｂ，７
により加熱される。
明する。試料は、ＧＣ１で分離された後、キャリヤガス
と呼ばれる搬送用ガスと共に配管２によりイオントラッ
プ質量分析計３に送られる。イオントラップ質量分析計
３は、２枚のエンドキャップ電極４ａ，４ｂとリング電
極５で構成される。イオントラップ質量分析計３は、排
気系２０で排気された真空部２１に配置されている。試
料が電極に析出すると分析の精度が低下するので、試料
の析出を抑えるため各々の電極はヒータ６ａ，６ｂ，７
により加熱される。
【０００４】試料は、電子銃８から放出される電子ビー
ム９によりイオン化される。試料に関するイオンは一定
時間質量分析計内に蓄積されるが、その後、リング電極
５に印加される高周波電圧の振幅を変化させることによ
り質量分析される。これは、高周波電圧の振幅に応じて
イオントラップ質量分析計内に安定に閉じ込められるイ
オンのｍ／ｚ（イオンの分子量をイオンの価数で割った
値）が変化するためである。この作業を繰り返すことに
より、ＧＣで分離された試料を順に質量分析することが
できる。質量分析されたイオンは検出器１０で検出さ
れ、検出された信号はデータ処理装置で処理される。
ム９によりイオン化される。試料に関するイオンは一定
時間質量分析計内に蓄積されるが、その後、リング電極
５に印加される高周波電圧の振幅を変化させることによ
り質量分析される。これは、高周波電圧の振幅に応じて
イオントラップ質量分析計内に安定に閉じ込められるイ
オンのｍ／ｚ（イオンの分子量をイオンの価数で割った
値）が変化するためである。この作業を繰り返すことに
より、ＧＣで分離された試料を順に質量分析することが
できる。質量分析されたイオンは検出器１０で検出さ
れ、検出された信号はデータ処理装置で処理される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の質量分析計で
は、リング電極の近傍にヒータを設け、ヒータからの輻
射熱でリング電極を加熱し、電極表面への試料の付着や
析出を防止していた。ところで、リング電極には、質量
分析時に最大１０キロボルト程度の高周波電圧が印加さ
れるので、リング電極に直接ヒータを取り付けることが
難しいため、この電極加熱方法ではリング電極を十分な
温度に加熱できず、リング電極表面に物質が析出してし
まう。従って、長時間使用した場合、分析精度が低下す
るなどの問題があった。
は、リング電極の近傍にヒータを設け、ヒータからの輻
射熱でリング電極を加熱し、電極表面への試料の付着や
析出を防止していた。ところで、リング電極には、質量
分析時に最大１０キロボルト程度の高周波電圧が印加さ
れるので、リング電極に直接ヒータを取り付けることが
難しいため、この電極加熱方法ではリング電極を十分な
温度に加熱できず、リング電極表面に物質が析出してし
まう。従って、長時間使用した場合、分析精度が低下す
るなどの問題があった。
【０００６】リング電極を十分に加熱するため、輻射熱
を発するヒータの発熱量を増やすという方法も考えられ
る。しかし、この方法では大容量の電源が必要である
上、輻射熱によりリング電極以外、例えば真空容器、ま
で加熱してしまい、装置寸法が変わるといった悪影響が
生じる。
を発するヒータの発熱量を増やすという方法も考えられ
る。しかし、この方法では大容量の電源が必要である
上、輻射熱によりリング電極以外、例えば真空容器、ま
で加熱してしまい、装置寸法が変わるといった悪影響が
生じる。
【０００７】本発明の目的は、リング電極を簡便に加熱
できる加熱方法およびそれを利用した質量分析計を提供
することにより、イオントラップ質量分析計の分析精度
を向上させることにある。
できる加熱方法およびそれを利用した質量分析計を提供
することにより、イオントラップ質量分析計の分析精度
を向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、リング電極
を高周波加熱することにより前記課題を解決する。すな
わち、リング電極の近傍に誘導コイルを設け、リング電
極に渦電流を発生させることによりジュール熱でリング
電極を加熱する。
を高周波加熱することにより前記課題を解決する。すな
わち、リング電極の近傍に誘導コイルを設け、リング電
極に渦電流を発生させることによりジュール熱でリング
電極を加熱する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例のブロッ
ク図である。リング電極５の近傍に誘導コイル１１を配
置する。誘導コイル１１により磁界を誘起すると、リン
グ電極５にはその磁界の変動を打ち消す作用を有する渦
電流が生じる。リング電極５に渦電流が流れると、電極
の電気抵抗のためジュール熱が発生し、リング電極５が
加熱される。渦電流の発生には磁界の変動が必要なの
で、誘導コイル１１に交流電源１２を用いて交流の電流
を流すことによりリング電極を効率良く加熱することが
できる。
ク図である。リング電極５の近傍に誘導コイル１１を配
置する。誘導コイル１１により磁界を誘起すると、リン
グ電極５にはその磁界の変動を打ち消す作用を有する渦
電流が生じる。リング電極５に渦電流が流れると、電極
の電気抵抗のためジュール熱が発生し、リング電極５が
加熱される。渦電流の発生には磁界の変動が必要なの
で、誘導コイル１１に交流電源１２を用いて交流の電流
を流すことによりリング電極を効率良く加熱することが
できる。
【００１０】リング電極が熱伝導性の悪い材質で作られ
ている場合には、図１に示した誘導コイルを一つ設けた
構成では、リング電極を均一に加熱できない場合があ
る。このような場合には、リング電極の外周に沿って複
数個の誘導コイルを配置しても良い。
ている場合には、図１に示した誘導コイルを一つ設けた
構成では、リング電極を均一に加熱できない場合があ
る。このような場合には、リング電極の外周に沿って複
数個の誘導コイルを配置しても良い。
【００１１】誘導コイルにより発生する磁界は、コイル
から距離が離れるほど弱くなるため、誘導コイルをリン
グ電極の近くに設けておけば、リング電極以外の部分、
例えば真空容器の加熱を少なくすることができ、装置寸
法の狂いといった悪影響は少ない。
から距離が離れるほど弱くなるため、誘導コイルをリン
グ電極の近くに設けておけば、リング電極以外の部分、
例えば真空容器の加熱を少なくすることができ、装置寸
法の狂いといった悪影響は少ない。
【００１２】試料の分析方法は、先に示した従来の質量
分析法と同一である。試料は、GC1で分離された後、キ
ャリヤガスと呼ばれる搬送用ガスと共に配管２によりイ
オントラップ質量分析計３に送られる。試料は電子銃８
から放出される電子ビーム９によりイオン化され、一定
時間質量分析計内に蓄積された後質量分析される。質量
分析されたイオンは検出器１０で検出され、検出された
信号はデータ処理装置で処理される。
分析法と同一である。試料は、GC1で分離された後、キ
ャリヤガスと呼ばれる搬送用ガスと共に配管２によりイ
オントラップ質量分析計３に送られる。試料は電子銃８
から放出される電子ビーム９によりイオン化され、一定
時間質量分析計内に蓄積された後質量分析される。質量
分析されたイオンは検出器１０で検出され、検出された
信号はデータ処理装置で処理される。
【００１３】図２は加熱を行う際のタイミングチャート
である。イオントラップ質量分析計では、質量分析計内
にイオン蓄積のためのポテンシャルを作るため、ある程
度の振幅の高周波電圧をリング電極に印加する。この状
態で電子ビームを入射させることにより、試料をイオン
化し、試料に関するイオンはイオントラップ質量分析計
内に閉じ込められる。その後、リング電極に印加する電
圧の振幅を変化させてスキャンが行われる。スキャン終
了後はリング電極に印加される高周波電圧の振幅をゼロ
にし、イオントラップ質量分析計内に残留しているイオ
ンを排出する。もし誘導コイルで生じた磁界がイオント
ラップ質量分析計内のイオン軌道を乱し、イオン化やス
キャンに影響するような場合には、図２に示したよう
に、残留イオンを排出するタイミングで誘導コイルに交
流電流を流し、リング電極を加熱すれば良い。
である。イオントラップ質量分析計では、質量分析計内
にイオン蓄積のためのポテンシャルを作るため、ある程
度の振幅の高周波電圧をリング電極に印加する。この状
態で電子ビームを入射させることにより、試料をイオン
化し、試料に関するイオンはイオントラップ質量分析計
内に閉じ込められる。その後、リング電極に印加する電
圧の振幅を変化させてスキャンが行われる。スキャン終
了後はリング電極に印加される高周波電圧の振幅をゼロ
にし、イオントラップ質量分析計内に残留しているイオ
ンを排出する。もし誘導コイルで生じた磁界がイオント
ラップ質量分析計内のイオン軌道を乱し、イオン化やス
キャンに影響するような場合には、図２に示したよう
に、残留イオンを排出するタイミングで誘導コイルに交
流電流を流し、リング電極を加熱すれば良い。
【００１４】本発明により、簡便にイオントラップ質量
分析計のリング電極を１００℃以上に加熱することがで
きるので、試料の電極表面への析出を防止でき、長時間
使用しても分析の精度を保つことができるようになっ
た。
分析計のリング電極を１００℃以上に加熱することがで
きるので、試料の電極表面への析出を防止でき、長時間
使用しても分析の精度を保つことができるようになっ
た。
【００１５】本発明は、ＧＣ／ＭＳに限らず、液体クロ
マトグラフなどの他の分離方法とイオントラップ質量分
析計とを結合した装置でも、リング電極の加熱が必要で
ある場合には同様に有効である。
マトグラフなどの他の分離方法とイオントラップ質量分
析計とを結合した装置でも、リング電極の加熱が必要で
ある場合には同様に有効である。
【００１６】
【発明の効果】本発明により、リング電極を十分に加熱
することができ、電極への試料の析出を防止できる。従
って、イオントラップ質量分析計の分析精度を向上させ
ることができる。
することができ、電極への試料の析出を防止できる。従
って、イオントラップ質量分析計の分析精度を向上させ
ることができる。
【図１】本発明の実施例であるリング電極を高周波加熱
する質量分析計を示すブロック図。
する質量分析計を示すブロック図。
【図２】電極加熱のタイミングチャート。
【図３】従来の質量分析計を示すブロック図。
１…ガスクロマトグラフィ、２…配管、３…イオントラ
ップ質量分析計、４ａ，４ｂ…エンドキャップ電極、５
…リング電極、６ａ，６ｂ…エンドキャップ電極加熱ヒ
ータ、８…電子銃、９…電子ビーム、１０…検出器、１
１…誘導コイル、１２…交流電源、２０…排気系、２１
…真空部。
ップ質量分析計、４ａ，４ｂ…エンドキャップ電極、５
…リング電極、６ａ，６ｂ…エンドキャップ電極加熱ヒ
ータ、８…電子銃、９…電子ビーム、１０…検出器、１
１…誘導コイル、１２…交流電源、２０…排気系、２１
…真空部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂入 実 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小泉 英明 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】試料供給手段と、上記試料供給手段により
供給された試料をイオン化するイオン化手段と、上記イ
オン化手段でイオン化された上記試料に関するイオンを
質量分析するイオントラップ質量分析手段とからなる質
量分析計において、上記イオントラップ質量分析手段を
構成する電極に誘導電流を誘起するための誘導コイルを
有することを特徴とする質量分析計。 - 【請求項２】上記イオントラップ質量分析手段の動作に
合わせて上記誘導コイルに流す交流電流を制御する請求
項１に記載の質量分析計。 - 【請求項３】試料供給手段と、上記試料供給手段により
供給された試料をイオン化するイオン化手段と、上記イ
オン化手段でイオン化された上記試料に関するイオンを
質量分析するイオントラップ質量分析手段とからなる質
量分析計において、電磁誘導で誘起した誘導電流により
上記イオントラップ質量分析手段を構成する電極をジュ
ール加熱することを特徴とする電極加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8210818A JPH1055777A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 質量分析計及び電極加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8210818A JPH1055777A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 質量分析計及び電極加熱方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1055777A true JPH1055777A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16595639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8210818A Pending JPH1055777A (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 質量分析計及び電極加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1055777A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009095958A1 (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-06 | Shimadzu Corporation | Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置 |
| US10720318B2 (en) | 2018-03-19 | 2020-07-21 | Jeol Ltd. | Mass analysis apparatus and mass analysis method |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP8210818A patent/JPH1055777A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009095958A1 (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-06 | Shimadzu Corporation | Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置 |
| WO2009095952A1 (ja) * | 2008-01-30 | 2009-08-06 | Shimadzu Corporation | Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置 |
| US8384028B2 (en) | 2008-01-30 | 2013-02-26 | Shimadzu Corporation | MS/MS mass spectrometer |
| US10720318B2 (en) | 2018-03-19 | 2020-07-21 | Jeol Ltd. | Mass analysis apparatus and mass analysis method |
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